为具有替换operator new的类定制std::allocator

Question

我最近使用SSE替换了一些向量/矩阵类，并确保内存正确对齐。

遵循此问题答案中的建议，我已经为需要它的类替换了operator new/delete，并开始编写自定义分配器来与STL容器一起使用，但是两者之间似乎存在一些冲突：

为了开始，我只是从这里复制并粘贴了样例分配器类。当我将它用于std::vector中的相关类型时，没有使用我的自定义new/delete时，它可以编译通过。但是当我替换那些函数时，在construct()函数中出现错误“no matching function for call to 'operator new'”。

void    construct(pointer p, const T& t)    { new(p) T(t); }

我猜我替换了“通常”的new，这可能使放置new变得模糊了？然而，考虑到我无法编写自己的放置new以供其选择，我真的不知道该怎么办... 我是整个自定义内存分配事情的新手，所以任何建议都将不胜感激！我正在使用Clang v3.4（或gcc 4.1.2）在Linux上进行编译；不使用C ++ 11。谢谢。

- YamLady

Answer 1

经典的allocator::construct调用::new((void *)p) T(val) 通过省略::，您让名称查找从T类范围开始，在那里它找到了您的类作用域下的operator new并且没有继续查找（名称查找在第一个发现匹配名称的范围中停止，即使更好的候选项存在于一些封闭范围中）

（对void的转换是为了防止用户偷偷添加一个全局的几乎放置新重载，该重载采用非void指针参数）

PS：正如评论中正确指出的那样，“鉴于我不能编写自己的放置新内容”是错误的假设。您无法替换全局放置新内容，但您肯定可以编写特定于类的放置新内容，然后由类范围查找选取。请参考cppreference了解分配函数的概述。

- Cubbi

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为了解决这个问题，可以使用 ::new 或者为你的类实现一个重载的定位 new。 - Yakk - Adam Nevraumont

啊，是的，这很有道理...谢谢！出于某种原因，我完全忽视了ccpreference中指出这一点的注释：“虽然无法替换放置new(重载5和6)，但可以按照上面所述在类作用域中定义具有相同签名的函数”...糟糕。 - YamLady

Answer 2

我建议使用Boost的aligned_allocator：

#include <boost/align/aligned_allocator.hpp>
#include <immintrin.h>
#include <vector>

struct m128i {
    // FIXME: ctors/opers with intrinsics would be nice (required?)
    __m128i data;
}

int main()
{
    std::vector<m128i, boost::alignment::aligned_allocator<m128i, 16> > v;
    v.emplace_back();
}

注意：我已更新使用结构体来包装内在成员。有许多库可以做到这一点。这样做的原因很简单：vector_size属性是区分__m128i、__m256i和__m512i的关键，而模板忽略类型属性，所以我认为它们最终都将使用相同的扩展，即“long long”（或在非i和d类型的情况下为float/double）。

- James Cape

Answer 3

我会使用这里提供的分配器作为起点：http://en.cppreference.com/w/cpp/concept/Allocator。实际上，这是一个最小的分配器。特别地，你不需要写construct。如果allocator_traits没有发现你的分配器有construct方法，它将为你调用放置new，正确地使用::（如Cubbi所述）来限定调用，因此你不会遇到这个问题：http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/allocator_traits/construct。

我可能根本不会编写自定义的new/delete。只需编写自定义分配器，并使你的Vector/Matrix类通过使用你的自定义分配器管理其数据即可。

- Nir Friedman